먼저, 아라미드와 PE에 대해 간략하게 소개해드리겠습니다.
아라미드 섬유 장비 아라미드는 케블라(화학명은 프탈라미드)라고도 불리며, 1960년대 후반에 탄생했습니다. 고온, 내산성, 내알칼리성을 갖춘 새로운 유형의 첨단 합성 섬유입니다. 가볍고 강도가 높은 등 여러 장점을 가지고 있어 방탄 보호 장비, 건설 및 전자 장비 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다.
하지만 아라미드에도 두 가지 치명적인 단점이 있습니다.
1) 자외선을 받으면 분해되며, 가수분해되기 쉽고, 건조한 환경에 보관하더라도 공기 중의 수분을 흡수하여 점차 가수분해됩니다.
따라서 아라미드 방탄 삽입물과 방탄조끼는 강한 자외선과 습한 환경에서 장기간 사용하기에 적합하지 않으며, 이는 방호 성능과 수명을 크게 저하시킵니다. 또한, 아라미드의 낮은 안정성과 짧은 수명은 방탄 분야에서 아라미드의 추가 적용을 제한합니다.
고품질 아라미드의 가격은 PE보다 30%에서 50% 정도 더 높습니다. 현재 아라미드를 사용한 방탄 제품은 점차 감소하고 있으며, PE 방탄 제품으로 대체되고 있습니다. 중동의 고온과 같은 특수 환경이나 특수 요건이 있는 경우가 아니라면 PE 소재 방탄 장비를 사용하는 것이 좋습니다.
1. 앞서 PE 섬유 장비에서 언급된 PE는 실제로 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE)을 의미합니다. 1980년대 초 개발된 고성능 유기 섬유로, 탄소 섬유, 아라미드와 함께 세계 3대 첨단 섬유로 불립니다. 일상생활에서 사용되는 비닐봉지는 폴리에틸렌 제품입니다. 폴리에틸렌은 안정성이 매우 높고 분해가 매우 어려워 심각한 환경 오염을 유발합니다. 하지만 바로 이러한 특성 때문에 방탄복 소재로 이상적인 소재가 되었습니다. 또한, 저온 저항성, 자외선 차단성, 방수성 등의 특성을 가지고 있습니다.
저속 총알에 대한 방어 측면에서 UHMW-PE 섬유의 탄도 저항성은 아라미드 섬유보다 약 30% 더 높습니다.
고속 총알에 대한 방어 측면에서 UHMW-PE 섬유의 방탄 성능은 아라미드 섬유의 1.5~2배로, 현재 PE는 최고 품질의 방탄 재료로 인정받고 있습니다.
그러나 UHMW-PE는 몇 가지 단점을 가지고 있습니다. 고온 저항성이 아라미드보다 훨씬 낮습니다. UHMWPE 방탄 제품의 사용 온도는 80°C 이내로 유지되어야 합니다(인체 및 장비의 온도 요구 조건인 55°C를 충족할 수 있음). 이 온도를 초과하면 성능이 급격히 저하되고, 150°C 이상에서는 용융됩니다. 아라미드 방탄 제품은 200°C의 고온 환경에서도 안정적인 구조와 우수한 보호 성능을 유지할 수 있습니다. 따라서 PE 방탄 제품은 고온 환경에 사용하기에 적합하지 않습니다.
또한, PE의 크리프 저항성은 아라미드만큼 좋지 않으며, PE를 사용한 장비는 지속적인 압력을 받으면 변형이 느립니다. 따라서 헬멧과 같이 복잡한 형상을 가지고 장시간 압력을 견뎌야 하는 장비는 PE로 제작할 수 없습니다.
이러한 특성 외에도 PE의 가격은 앞서 언급한 대로 아라미드보다 훨씬 낮습니다.
일반적으로 PE와 아라미드는 장단점을 가지고 있습니다. 그러나 최근에는 PE를 방탄층으로 사용하는 것이 더 널리 사용되고 있습니다. 따라서 실제 상황에 맞는 방탄 장비를 선택하는 것이 여전히 중요합니다.
게시 시간: 2021년 8월 20일
